Ensaios eletromagnéticos não destrutivos

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Ensaios eletromagnéticos não destrutivos
Prof. Julio Cesar José Rodrigues Junior
Descrição
Discussão dos principais ensaios não destrutivos eletromagnéticos,
suas aplicações, limitações, vantagens e desvantagens, e apresentação
da execução dos ensaios por partículas magnéticas, correntes
parasitas, gamagrafia e tomografia computadorizada (TC).
Propósito
O entendimento das aplicações dos ensaios não destrutivos é
importante para a avaliação do processo de fabricação ou o
acompanhamento de peças mecânicas acabadas.
Objetivos
Módulo 1
Ensaio por partículas magnéticas
Descrever o ensaio por partículas magnéticas.
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Módulo 2
Ensaio de gamagra�a
Descrever o ensaio de gamagrafia.
Módulo 3
O ensaio por correntes parasitas
Empregar o ensaio por correntes parasitas.
Módulo 4
Tomogra�a computadorizada
Descrever a tomografia computadorizada.
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Introdução
Confira um breve resumo dos principais conceitos sobre ensaios
eletromagnéticos não destrutivos que serão abordados neste
conteúdo.
1 - Ensaio por partículas magnéticas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o ensaio por partículas magnéticas.
Vamos começar!

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Ensaio por partículas magnéticas
Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao
longo deste conteúdo.
Generalidades do ensaio por
partículas magnéticas
Os ensaios não destrutivos podem ser aplicados em peças prontas para
avaliação de eventuais defeitos que comprometam a utilização da peça
ou durante o processo de fabricação da peça (peça inacabada). As
vantagens dos ensaios não destrutivos são, em regra, a rapidez do
ensaio e a possibilidade de examinar a peça e poder usá-la, caso não
tenha nenhum defeito crítico. Alguns ensaios utilizam o fenômeno
eletromagnético, como é o caso do ensaio por partículas magnéticas.
O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de
descontinuidades superficiais e, em alguns casos, descontinuidades
subsuperficiais, sempre em materiais ferromagnéticos
(“magnetizáveis”). Em linhas gerais, o ensaio consiste na magnetização
da peça, ou parte dela. Em seguida, um pó de partículas magnéticas
(óxido de ferro ou limalha de ferro) é aplicado sobre a peça acabada ou
semiacabada. As descontinuidades irão modificar o “caminho” das
linhas do campo magnético (campo de fuga), conforme imagem
seguinte. A aglomeração das partículas magnéticas evidenciará o
defeito.

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Campo de fuga (campo magnético) provocado por descontinuidade superficial.
A imagem que segue apresenta de maneira ilustrativa o exame de
cordão de solda em tubos, pelo ensaio de partículas magnéticas.
Exame de cordão de solda – partículas magnéticas.
Campo magnético
O campo magnético (imagem a seguir) pode ser inerente ao material,
como acontece nos ímãs naturais (permanentes), por exemplo, a
magnetita (Fe3O4), um dos minérios de óxido de ferro, apresentando os
polos magnéticos sul e norte. Essa imagem apresenta,
esquematicamente, um imã natural e suas linhas de indução. Note que
as linhas de indução magnéticas são fechadas, “entrando” no polo sul e
“saindo” do polo norte.
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Imã permanente e as linhas de indução.
Supondo o imã apresentado na imagem anterior sobre um plano
horizontal (uma mesa, por exemplo), é possível “enxergar” as linhas de
indução a partir de limalhas de ferro espalhadas sobre a mesa que as
acompanharão. Observe a imagem.
Linhas de indução de um imã.
Outra maneira de gerar um campo magnético é a partir da corrente
elétrica (o denominado eletromagnetismo). Oersted demonstrou,
experimentalmente, que a corrente elétrica que atravessa um fio
condutor gera um campo magnético circular em torno desse fio. A
imagem seguinte apresenta a experiência de Oersted em que é colocada
uma bússola nas proximidades do fio percorrido pela corrente elétrica. O
desvio provocado na agulha magnética da bússola indica a formação do
campo magnético, pela passagem da corrente elétrica no fio.
Experiência de Oersted.
Classi�cação magnética dos materiais
A permeabilidade magnética relativa é uma propriedade do material
que avalia a sua facilidade de ser magnetizado ou não, sendo uma
grandeza adimensional (sem unidades). Dessa forma, os materiais
podem ser classificados em:
(μ)
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Essa classe de materiais apresenta permeabilidade magnética
relativa maior que 1 sendo fortemente atraídas por
ímãs. Como exemplos, podem ser citados o ferro, o cobalto, o
níquel, vários tipos de aços, ligas etc. As peças constituídas
desses materiais podem ser avaliadas pelo ensaio por partículas
magnéticas.
Essa classe de materiais apresenta permeabilidade magnética
relativa igual a sendo levemente atraídas por ímãs.
Como exemplos, podem ser citados o alumínio, a platina, o
bismuto, o cromo, o estanho etc. O ensaio por partículas
magnéticas não é adequado para peças constituídas desses
materiais.
Essa classe de materiais apresenta permeabilidade magnética
relativa menor que 1 sendo levemente repelidas por
ímãs. Como exemplos, podem ser citados a prata, o zinco, o
chumbo etc. O ensaio por partículas magnéticas não é aplicável
a peças constituídas dessa classe de materiais.
Métodos de magnetização
No ensaio por partículas magnéticas, há a necessidade de se
magnetizar a peça a ser ensaiada. A obtenção de campos magnéticos
pode ocorrer por diversos métodos como, por exemplo, a magnetização
longitudinal, a magnetização circular e a magnetização multidirecional.
A magnetização é obtida por meio de indução de campo magnético ou
por indução pela passagem de corrente elétrica. A imagem seguinte
ilustra a técnica do Ioque, ou Yoke, para a inspeção de uma estrutura.
Materiais ferromagnéticos 
(μ > 1),
Materiais paramagnéticos 
1(μ = 1),
Materiais diamagnéticos 
(μ < 1),
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Técnica de Yoke.
Método de magnetização longitudinal
Esse método de magnetização de peças para a inspeção por partículas
magnéticas produz um campo magnético na direção longitudinal da
peça. Essa magnetização é realizada utilizando-se bobinas de indução
eletromagnéticas (quando a corrente elétrica flui na bobina, um campo
magnético quase uniforme é formado). Observe a imagem seguinte, em
que a bobina, ao ser percorrida por uma corrente elétrica, induz a
formação do campo magnético (em azul).
Bobinas de indução ou solenoides.
A magnetização longitudinal é particularmente aplicável na detecção de
descontinuidades transversais à peça, ou seja, trincas perpendiculares
às linhas de indução do campo magnético.
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Método de magnetização circular
Esse método é baseado na experiência realizada pelo físico Oersted (ver
imagem Experiência de Oersted). Correntes elétricas que percorrem um
condutor retilíneo geram, ao redor desse fio, linha de indução circulares
(“campo magnético circular”). A imagem a seguir representa o descrito,
de maneira esquemática.
Correnteelétrica em fio retilíneo gerando campo magnético.
Na imagem a seguir, a percepção das linhas de indução magnética,
geradas pela passagem de corrente elétrica em fio condutor retilíneo, é
possível pela utilização de limalhas de ferro. Observe os círculos
concêntricos no plano em azul.
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Linhas de indução em torno de um fio condutor – limalhas de ferro.
Método de magnetização multidirecional
Esse método de magnetização de peças para a inspeção por partículas
magnéticas produz um campo magnético oriundo da composição
vetorial de dois ou mais campos magnéticos.
Exemplo
A partir da combinação dos métodos longitudinal e circular, citados
anteriormente, o vetor campo magnético gerado por esse método
permitirá a detecção de descontinuidades que não apenas as
longitudinais e as transversais à superfície da peça.
A imagem seguinte apresenta um arranjo experimental em que o
método de magnetização multidirecional é utilizado na inspeção de uma
peça pelo ensaio de partículas magnéticas.
Arranjo experimental para o método de magnetização multidirecional.
De acordo com Andreucci (2009), as principais vantagens do método de
magnetização multidirecional são:
Redução do tempo de ensaio por partículas magnéticas, quando a
inspeção é realizada em componentes seriados, aumentando-se,
assim, a produtividade;
Economia de partículas magnéticas;
Manuseamento em apenas uma vez de cada peça ou componente;
Diminuição da probabilidade de erros humanos (inspetor), visto que
o método possibilita a observação simultaneamente tanto das
descontinuidades longitudinais quanto das transversais.
A imagem que segue apresenta, esquematicamente, os dois métodos
de magnetização (longitudinal e circular), destacando as
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descontinuidades que são detectadas em cada situação. Observe as
descontinuidades superficiais longitudinais, oblíquas e transversais.
Métodos de magnetização e descontinuidades detectáveis.
Ensaio por partículas magnéticas
Genericamente, o ensaio não destrutivo por partículas magnéticas é
aplicável na inspeção de peças de materiais ferromagnéticos (fácil
magnetização) para a detecção de descontinuidades superficiais e
algumas subsuperficiais.
Inicialmente, aplica-se um campo magnético, e as descontinuidades
forçarão que as linhas de indução do campo magnético “saltem” da
superfície da peça. É o campo de fuga (ver na imagem campo de fuga
(campo magnético) provocado por descontinuidade superficial) que
formará um dipolo magnético: polo norte e polo sul.
Com a aplicação das partículas magnéticas de materiais
ferromagnéticos, estas serão atraídas pelo campo de fuga, agrupando-
se e revelando as descontinuidades (trincas, escórias, falta de fusão,
porosidade, inclusões). Observe a imagem seguinte, em que uma peça é
mostrada em dois instantes distintos:
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Antes do ensaio por partículas magnéticas.
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Depois do ensaio por partículas magnéticas - revelação de trinca.
Uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas é que não existe
um tamanho mínimo para a descontinuidade gerar o campo de fuga e,
consequentemente, ser detectada. Dessa forma, é considerado o ensaio
não destrutivo mais eficiente para detecção de trincas superficiais.
Técnicas de magnetização pela corrente elétrica
Nessas técnicas, a magnetização da peça a ser ensaiada ocorre devido
à passagem de corrente elétrica por ela. Duas técnicas são utilizadas:
Técnica por eletrodos.
Técnica dos eletrodos
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Nesta técnica de inspeção, dois eletrodos são encostados na
superfície da peça, e uma corrente elétrica flui pela peça. A
magnetização é similar à que ocorre devido à passagem de
corrente elétrica por um fio condutor retilíneo, formando linhas
de indução circulares (em verde). Observe a imagem anterior.
Técnica por eletrodos na inspeção de solda de conexão.
Técnica dos eletrodos
De acordo com Andreucci (2009), esta técnica é amplamente
utilizada na inspeção de peças brutas fundidas, em soldas, nas
indústrias siderúrgicas etc. A imagem anterior mostra uma
aplicação da técnica para inspeção de soldas.
Técnica por contato direto.
Técnica de Contato Direto
Nesta técnica de inspeção, a corrente elétrica atravessa toda a
“peça circular” (barras, eixos, parafusos etc.), de uma
extremidade a outra. A magnetização é similar à da técnica por
eletrodos, ou seja, forma linhas de indução circulares (em
vermelho). Observe na imagem anterior.
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Técnica por contato direto na inspeção de um eixo.
Técnica de Contato Direto
A imagem anterior apresenta um exemplo de aplicação da
técnica na inspeção para um eixo. Observe os contatos nas
extremidades do eixo e a pulverização do pó magnético (em
amarelo).
Técnicas de magnetização por indução de campo magnético
Nestas técnicas, a magnetização da peça a ser ensaiada ocorre devido
ao fenômeno da indução magnética, que pode ocorrer pela presença de
um solenoide (ou bobina), por exemplo. As técnicas que utilizam essa
indução são:
 Técnica da bobina
Nesta técnica, a peça é colocada no interior de uma
bobina. Ao se fazer passar corrente pela bobina, um
campo magnético perpendicular ao plano das
espiras do solenoide, ou seja, paralelo à direção
longitudinal da peça, é gerado, magnetizando a
peça. Observe a representação esquemática na
imagem, que indica a direção do campo magnético
e um defeito detectável (transversal).
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 Técnica da bobina
Um exemplo de aplicação, do ensaio por partículas
magnéticas pela técnica da bobina, é apresentado
na imagem, em que um virabrequim é ensaiado.
 Técnica de Yoke
Nesta técnica, ocorre magnetização com aplicação
de eletroímã, em forma de "U" invertido, que é
diretamente apoiado sob a peça examinada. Pelo
eletroímã, circula corrente elétrica, que gera campo
magnético paralelo à linha imaginária e une as
“duas pernas” do Yoke. Observe a imagem onde o
campo magnético é gerado longitudinalmente à
peça. Perceba a distorção nas linhas de indução
por conta de defeito.
 Técnica de Yoke
Um exemplo de aplicação da técnica de Yoke é
apresentado na imagem.
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O ensaio por partículas magnéticas tem uma série de etapas
normatizadas pela American Society of Mechanical Engineers (ASME).
Em linhas gerais, os principais passos são:
Escolha da técnica de magnetização;
Limpeza da superfície;
Tipo de partículas magnéticas usadas;
Técnica de desmagnetização;
Limpeza após o ensaio;
Requisitos de qualificação de pessoal.
 Técnica do condutor central
Nesta técnica, um fio condutor, que passa pelo
interior da peça (flanges, anéis, porcas etc.), gera
um campo magnético circular, que magnetizará as
regiões interna e externa da peça. Observe a
imagem, em que um anel é ensaiado por partículas
magnéticas, pela técnica descrita, e uma trinca é
destacada pelas partículas magnéticas (pó
amarelo) utilizadas.
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O pó utilizado no ensaio pode ser aplicado por via seca ou por via
úmida.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(Cesgranrio - Petrobras - Técnico de Projetos, Construção e
Montagem Júnior - Estruturas Navais - 2012). O ensaio por partícula
magnética é um tipo de ensaio não destrutivo aplicável ao
Parabéns! A alternativa B está correta.
O ensaio por partículas magnéticas deve ser realizado em peças de
materiais ferromagnéticos. Das opções apresentadas, apenas o aço
carbono é ferromagnético, ou seja, apresenta permeabilidade
relativa magnética maior que 1. Os demais materiais não são
ferromagnéticos.
Questão 2
(Nuclep – Ensaios Não Destrutivos – Polo de biotecnologia do Rio
de Janeiro (BIO RIO) – Técnico de Controle de Qualidade – 2014). A
origem do campo de fuga em um material utilizando uma inspeção
por partícula magnética se deve à passagem de
A alumínio.
B aço carbono.
C cobre.
D chumbo.
E zinco.
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Parabéns! A alternativa E está correta.
A magnetização de uma peça a ser ensaiada por partículas
magnéticas é obtida por meio de indução de campo magnético ou
por indução de corrente elétrica. Para descontinuidades na direção
transversal da peça, aplica-se um campo magnético, por meio de
um solenoide, em que as linhas de indução serão paralelas à
direção longitudinal da peça, ou ainda, perpendiculares à
descontinuidade.
A
diferença de potencial que produz campo
magnético na linha de eixo de trinca profunda.
B
corrente que produz a força magnetizadora
perpendicular ao campo magnético.
C
campo magnético com direção e sentido da linha de
eixo da descontinuidade longitudinal.
D
campo magnético em direção paralela à
descontinuidade alongada na peça.
E
campo magnético em direção perpendicular à trinca
na peça.
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2 - Ensaio de gamagra�a
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o ensaio de gamagra�a.
Vamos começar!
Ensaio de gamagra�a
Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao
longo deste conteúdo.
Generalidades do ensaio de
gamagra�a

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O ensaio não destrutivo de gamagrafia ou por raios (radiação
eletromagnética com pequeno comprimento de onda) é similar ao
ensaio por raios X permitindo, assim, a detecção de uma série de
defeitos internos (trincas, vazios, bolhas etc.). Esse ensaio tem ampla
utilização no controle de produção e na qualidade de soldas, na
inspeção de peças fundidas, na inspeção de diversas peças das
indústrias automotivas e aeronáuticas etc.
A imagem seguinte apresenta um esquema do ensaio, destacando a
fonte emissora dos raios gama, a peça a ser ensaiada e o filme
radiográfico. Observe que o filme apresenta pequenas segmentos de
retas, indicando as trincas internas da solda examinada.
Aparato para o ensaio de gamagrafia em um cordão de solda.
Na gamagrafia, utilizam-se radioisótopos, sendo os mais comuns o
cobalto 60 (Co), o irídio 192 (Ir) e o selênio 75 (Se). Em relação aos raios
X, os raios gama apresentam menor comprimento de onda, na faixa de
0,01 a 0,005Å. Portanto, a radiação gama tem maior poder de
penetração na matéria, o que torna o ensaio de gamagrafia mais
apropriado para peças com maiores espessuras.
Aspectos gerais dos raios 
As fontes que geram a radiação eletromagnética denominada de raios X
são controláveis, ou seja, tem-se o controle sobre quando ocorrerá ou
não a emissão de raios X, isto é, a fonte pode ser "ligada ou desligada".
Diferentemente, os raios gama são "indefinidamente" produzidos, a
partir de reações nucleares (no núcleo) do isótopos radioativos. Em
transformações nucleares, o núcleo do átomo sofre alterações e, em
consequência, há uma transformação em outro átomo. A seguir, tem-se
um exemplo de reação de decaimento do átomo de urânio em tório, com
a emissão da partícula alfa.
γ
γ
(γ)
238
92 U → 4
2α + 234
90 Th
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Nas reações nucleares, podem ser emitidas as partículas alfa as
partículas beta e a radiação gama cujas principais
características são:
Partículas alfa 
Apresentam, em seu núcleo, 2 prótons (cargas positivas) e 2 nêutrons
(carga nula), têm baixo poder de penetração na matéria devido aos altos
valores de: massa e tamanho. A reação anterior mostra a emissão
dessa partícula, no decaimento de urânio em tório.
Partículas beta 
Apresentam um único elétron e têm poder de penetração superior ao
das partículas alfa . A seguir, tem-se o exemplo de uma reação
nuclear que emite a partícula beta: 
Radiação gama 
Apresenta uma onda eletromagnética de altíssima frequência (superior
a 1019Hz), sem massa e sem carga elétrica. É considerada uma
radiação ionizante, apresentando alta capacidade de penetração na
matéria devido à sua natureza ondulatória.
A intensidade da radiação gama varia (no ar) com o inverso do quadrado
da distância (“Lei do Inverso do Quadrado da Distância”).
Matematicamente, tem-se:
A partir das características anteriormente descritas para alfa, beta e
gama, é possível fazer a distinção dessas (na emissão), por ação de um
campo elétrico. A próxima imagem apresenta duas placas carregadas
eletricamente, dando origem a um campo elétrico uniforme. Um
radioisótopo emite as partículas alfa e beta, além da radiação gama.
Observe o efeito do campo elétrico sobre cada uma.
(α),
(β) (γ),
(4
2α)
(0
−1β)
(4
2α)
234
91 Pa → 0
−1β + 234
92 U
(γ)
I ∼
k
d2
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Separação dos raios alfa, beta e gama a partir de uma campo elétrico.
Lei de decaimento radioativo
A atividade de um radioisótopo é caracterizada pelo número de
desintegrações que ocorre em um certo intervalo de tempo. A lei
matemática (decaimento exponencial) que rege essa atividade é
apresentada a seguir:
Onde:
 - Atividade do radioisótopo em dado instante;
 - Atividade no tempo inicial 
 - Constante de desintegração do radioisótopo.
A meia vida de um de um material radioativo é o tempo
necessário para que o número de átomos se reduza à metade do valor
inicial. É possível mostrar que o tempo de meia vida é dado por:
O césio 137 apresenta tempo de meia vida de aproximadamente 30
anos. A imagem seguinte apresenta um gráfico genérico para o
A(t) = A0 ⋅ e−γ⋅t
A(t)
A0 (t = 0);
γ
(T0,5)
T0,5 =
0, 693
γ
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decaimento de um isótopo radioativo.
Decaimento radioativo – exponencial.
Equipamentos de raios gama
Diferentemente das fontes geradoras de raios X, as fontes usadas em
gamagrafia, quando ativadas (colocadas em um estado excitado),
passam a emitir radiação de maneira “indefinida”, sendo o decaimento
da sua atividade exponencial. Assim, deve-se ter certeza de que as
fontes que não estão sendo utilizadas, em dado instante para os
ensaios, estejam alocadas com proteção e segurança. São as
denominadas câmaras de isótopo ou irradiadores gama. Em linhas
gerais, consiste em uma caixa blindada (normalmente chumbo ou
urânio exaurido) em que o radioisótopose encontra. Há dispositivos de
abertura para a utilização das câmaras. Ademais, durante a utilização
dessas fontes no ensaio de gamagrafia, cuidados extras devem ser
tomados com relação à segurança dos operadores. Os irradiadores
compõem-se, basicamente, de três partes principais:
Um
A blindagem à passagem da radiação (ou atenuação).
Dois
A fonte radioativa específica para o irradiador.
Três
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Um dispositivo para expor a fonte e, consequentemente, a
radiação, durante a execução do ensaio.
Cabe ressaltar que o irradiador não necessita de fonte externa de
energia elétrica para a emissão da radiação. Uma vez exposta a fonte
radioativa, ocorrerá emissão para o meio externo.
A imagem seguinte apresenta um irradiador ou câmara projetado para o
radioisótopo selênio 75, tipicamente utilizado no ensaio de gamagrafia.
Irradiador de selênio para gamagrafia.
Características das fontes gama
Conforme apresentado no item anterior, as fontes gama são blindadas
com chumbo ou urânio exaurido. Ademais, são encapsuladas com aço
austenítico para o uso industrial, evitando, assim, qualquer dano.
Conforme afirma Andreucci (2013), um dispositivo de contenção,
transporte e fixação, por meio do qual a cápsula contém a fonte selada,
encontra-se solidamente fixado em uma ponta de um cabo de aço
flexível, e na outra ponta, há um engate, que permite o uso e
manipulação da fonte. Esse dispositivo é denominado de “porta fonte”.
Observe a imagem seguinte, em que uma fonte selada de irídio 192 é
mostrada com todas as suas regiões: a cápsula de aço inoxidável
austenítico, o cabo de aço condutor da radiação e o engate.
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Fonte industrial de irídio.
Na tabela, tem-se um resumo de algumas características físico-
químicas das principais fontes radioativas utilizadas para o exame de
gamagrafia.
Radioisótopo
Meia-vida
aproximada
Faixa de espess
penetrada
5 anos
60 a 150mm de
aço
75 dias 10 a 80mm de a
127 dias 1 a 10mm de aç
33 anos 20 a 80mm de a
120 dias 4 a 30mm de aç
Tabela: Características físico-químicas de fontes radioativas.
Julio Cesar José Rodrigues Junior
A imagem seguinte apresenta um esquema de um aparato de
gamagrafia industrial em que é destacado o cabo de comando para que,
por exemplo, a abertura e exposição da fonte radioativa possam ser
feitas remotamente. Também é representado o tubo guia, que conduzirá
a radiação até, por exemplo, a peça a ser ensaiada e a fonte blindada.
27
60Co
77
192Ir
69
170Tu
55
137Cs
34
75Se
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Esquema de aparelho para gamagrafia industrial.
Ensaio por raios 
O ensaio não destrutivo por raios gamagrafia, é similar ao ensaio
por raios X. A peça a ser examinada é colocada entre a fonte e o filme
radiográfico. Em geral, a gamagrafia pode ser empregada em qualquer
atividade industrial em que se use os raios X. Além disso, também pode
ser utilizada em locais e condições em que os raios X não sejam
acessíveis. Lembre-se que a fonte de raios gama não necessita de
alimentação externa de energia. Inicialmente, deve ser definido o tempo
de exposição do filme radiográfico (em tese, maior que no ensaio por
raios X), que é dado pela seguinte expressão:
Onde:
 – fator de exposição;
 – atividade da fonte em milicuries;
 – distância entre a fonte radioativa e o filme radiográfico.
Há a necessidade da colocação do indicador de qualidade de imagem
(IQI) das normas da American Society for Testing and Materials (ASTM).
É um dispositivo, cuja imagem na radiografia é usada para determinar o
nível de qualidade radiográfica, ou seja, a sensibilidade. Pode ser de fios
ou de furos. A imagem seguinte apresenta um IQI do tipo furos (padrão
ASTM).
γ
(γ),
t =
D2 ⋅ FE
A
FE
A
D
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IQI do tipo furos – ASTM.
A imagem a seguir apresenta IQI do tipo fios (padrão ASTM).
IQI do tipo fios – ASTM.
A imagem que segue apresenta a utilização de IQI tipo fios em um
exame de gamagrafia em soldas.
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Utilização de IQI tipo fios no exame de gamagrafia em soldas.
Depois da definição do tempo de exposição do filme à radiação gama e
o IQI a ser preso na peça, monta-se o aparato para o ensaio com a fonte
radioativa, a peça e o filme radiográfico (filme, tela intensificadora e
etiqueta em câmera escura) e cuidados extras devem ser tomados em
relação à segurança (barreiras físicas, sinalizações luminosa e sonoras).
Terminado o exame, a fonte radioativa é recolhida ao seu invólucro, o
filme é revelado e analisado, em relação aos defeitos da peça
examinada.
No ensaio de gamagrafia, a radiação gama atravessa a peça a ser
analisada. No trajeto, no interior da peça, a radiação será mais ou menos
absorvida, devido à diferença de densidade dos materiais ou à
“ausência” de matéria (vazios, descontinuidades etc.). Os raios
emergentes da peça impressionarão o filme radiográfico em tons de
cinza mais ou menos escuros, dependendo diretamente da intensidade
recebida. As regiões claras são as de maiores espessuras e as escuras,
referentes a menores espessuras (defeitos, por exemplo). Assim, o filme
revelado mostrará a estrutura da peça. Cabe ressaltar que o poder de
penetração da radiação depende do seu comprimento de onda. Para
valores pequenos do comprimento de onda (alta frequência), como é o
caso dos raios gama, é alto o poder de penetração na matéria.
Exemplo
No exame por raios gama, deve-se sempre levar em conta a atividade da
fonte, uma vez que esta vai reduzindo-se ao longo do tempo. Por
exemplo, o tempo de exposição do ensaio pode modificar bastante,
caso o ensaio seja realizado com fontes radioativas de atividades bem
distintas.
Vantagens e desvantagens
De acordo com Garcia (2017), o exame de radiografia pode ser realizado,
utilizando-se raios X ou raios As principais vantagens do ensaio deγ.
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gamagrafia em relação à radiografia por raios X são:
Tamanho do Equipamento
O equipamento para o ensaio de gamagrafia é bem menor que
o de raios X. facilitando-se o transporte e a análise em campo,
além de manuseio mais fácil.
Energia elétrica
O equipamento não há necessidade de fonte de energia elétrica
externa nem de refrigeração.
Comprimento de onda da radiação
O comprimento de onda da radiação gama é menor que o dos
raios X, o que torna os raios gama com maior poder de
penetração na matéria, permitindo a análise peças mais
espessas.
Custo do equipamento
O custo do equipamento é relativamente inferior ao do de raios
X.
Emissão esférica
A emissão esférica da fonte permite efetuar radiografias
circunferenciais em uma exposição, a denominada exposição
panorâmica.
Com relação às desvantagens do uso da radiação gama em relação aos
raios X, podemos citar as seguintes:
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Radiação de menor intensidade
Os radioisótopos da fonte gama emitem radiação de menor
intensidade, necessitando de maior tempo de exposição do
filme radiográfico.
Tempo de meia-vida
Muitas fontes radioativas apresentam a meia-vida curta, como
a do selênio (120 dias), obrigando a substituição frequente da
fonte do aparelho paragamagrafia.
Emissão radioativa constante
As fontes radioativas têm emissão constante, diferente dos
raios X, que podem ser “ligados” ou “desligados”, a proteção
individual dos operadores é mais rigorosa.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(Indústria de Material Bélico do Brasil – IMBEL – Engenheiro
Metalúrgico – 2021) Assinale a opção que indica o tipo de ensaio
que permite detectar, com boa sensibilidade, defeitos volumétricos
sem a utilização de energia elétrica.
A Por ultrassom.
B Por inspeção visual.
C Por líquido penetrante.
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Parabéns! A alternativa E está correta.
Os cinco ensaios apresentados na questão são não destrutivos
(END), sendo os por inspeção visual e por líquidos penetrantes
indicados para descontinuidades superficiais. Os ensaios por
ultrassom, por raios X e por raios gama (gamagrafia) são utilizáveis
para a detecção de defeitos internos de uma peça. Contudo, o único
em que não há a necessidade de fonte de energia elétrica encontra-
se na alternativa E.
Questão 2
(INEP – ENADE – 2019 – adaptado ) A prática de gamagrafia
industrial requer equipamentos que auxiliarão nos ensaios e
desempenho das funções de proteção radiológica, a fim de que o
trabalhador não se exponha a altas doses de radiação.
Basicamente, para um ensaio não destrutivo, é necessário ter um
irradiador de gamagrafia contendo urânio exaurido para a
blindagem da fonte radioativa; um tubo guia, que acoplado ao
irradiador conduzirá a fonte; um cabo de comando com controle
mecânico para a movimentação da fonte; e tripé que, caso
necessário, fixará o terminal de exposição quando a fonte for
exposta sobre o material.
Considerando a utilização da técnica de gamagrafia industrial,
avalie as afirmações a seguir.
I. Os raios X utilizados têm origem no material radioativo que faz
parte do aparelho de gamagrafia industrial.
II. A correta utilização do cabo de comando e tubo guia do
aparelho permite utilizar a distância como fator de proteção
radiológica.
III. A intensidade da radiação ionizante utilizada decai com o
inverso do quadrado da distância, portanto, quanto maior o
cabo de comando e tubo guia, menor será a exposição do
operador.
É correto o que se afirma em:
D Por radiografia de raios X.
E Por radiografia de raios gama.
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Parabéns! A alternativa B está correta.
Os raios X não são emitidos por um fonte radioativa, mas sim os
raios gama. O aparato para gamagrafia industrial apresenta uma
fonte radioativa, o cabo de comando e o tubo guia. Dessa forma, é
possível manter o operador afastado da fonte quando está exposta,
garantindo segurança na realização da gamagrafia. A intensidade
da radiação é inversamente proporcional ao quadrado da distância
à fonte radioativa. Cabos de comando e tubos guia longos mantêm
o operador afastado da radiação, diminuindo a intensidade que o
alcança.
A I, apenas.
B II e III, apenas.
C I e III, apenas.
D II, apenas.
E I, II e III.
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3 - O ensaio por correntes parasitas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de empregar o ensaio por correntes parasitas.
Vamos começar!
O ensaio por correntes parasitas
Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao
longo deste conteúdo.
Fundamentos eletromagnéticos
O método de ensaio não destrutivo eletromagnético tem origem nos
estudos do Dr. Friedrich, na inspeção de descontinuidades superficiais e
subsuperficiais em peças metálicas. Esse ensaio não destrutivo tem
como princípio físico as correntes de Foucault ou correntes parasitas.
Em linhas gerais, quando uma bobina alimentada por corrente elétrica
se aproxima de um metal, induzirá correntes elétricas “circulares” na
peça que gerarão um campo magnético de sentido oposto ao da bobina.
Indução eletromagnética
A fim de explicar de forma mais simples esse efeito ocorrido na Física,
vamos supor um campo magnético e uma espira metálica no interior do
campo. Se o fluxo magnético sofrer alguma
variação (variação da intensidade do campo magnético B, da área A ou
do ângulo ), ocorrerá a indução eletromagnética, ou seja, surgirá, na
espira, uma corrente elétrica induzida. Nos exemplos a seguir, serão
mostradas algumas situações em que a variação do fluxo (no indutor)
provoca o surgimento da corrente elétrica induzida (no induzido).

(ϕ = B ⋅ A ⋅ cos θ)
θ
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Primeiro exemplo
Será mostrada a variação do fluxo magnético pela variação do campo
magnético B. Observe que existe um galvanômetro que indica a
passagem da corrente elétrica pela espira metálica. Observe a imagem
a seguir, em que, inicialmente, o ímã encontra-se parado, portanto, o
fluxo não varia.
Fluxo magnético constante atravessando uma espira metálica.
Consequentemente, não é induzida a corrente na espira (observe a
imagem anterior). A imagem seguinte apresenta a deflexão do ponteiro
do galvanômetro para três situações.
Na primeira não há corrente induzida pela variação do fluxo magnético
e, na segunda e terceira, a deflexão está de acordo com a aproximação
ou afastamento do ímã, em relação à espira (veja a imagem fluxo
magnético constante atravessando uma espira metálica).
Indicação do fluxo magnético atravessando uma espira metálica.
Segundo exemplo
Na imagem seguinte, a variação do fluxo magnético é decorrente da
variação da área A. Observe que a espira retangular, ao se movimentar
para a esquerda ou para a direita, faz o fluxo variar, induzindo a corrente
elétrica na espira (indicação no galvanômetro).
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Variação do fluxo devido à variação da área A – corrente elétrica induzida.
Terceiro exemplo
Será apresentada a possibilidade de variação do fluxo magnético, a
partir da variação do ângulo entre o vetor campo magnético B e a reta
normal ao plano da espira. Observe a imagem seguinte, em que a espira
retangular gira, mudando, assim, o ângulo Essa variação provoca a
indução da corrente elétrica na espira.
Variação do fluxo devido a variação do ângulo – corrente elétrica induzida.
Correntes de Foucault
Quando um fluxo de indução atravessa uma espira condutora fechada e
tem sua intensidade variada, correntes serão induzidas na espira e um
θ
θ.
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campo magnético no sentido oposto surgirá (Lei de Lenz). A imagem
seguinte apresenta um ímã se aproximando da espira e induzindo uma
corrente com sentido tal que o campo magnético induzido seja oposto
ao do ímã.
Lei de Lenz.
As correntes de Foucault, parasitas ou eddy currents são, portanto,
geradas a partir da indução eletromagnética. Quem mostrou, pela
primeira vez, a existência dessas correntes foi o físico e astrônomo
francês Léon Foucault.
Jean Bernanrd Léon Foucault.
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De forma ilustrativa, a imagem a seguir apresenta as correntes de
Foucault aplicadas a um forno de indução (as correntes dissipam calor
por efeito Joule).
Corrente de Foucault– aquecimento por indução.
Ensaio por correntes parasitas
O ensaio não destrutivo por correntes parasitas (eddy currents) é
utilizado na inspeção de materiais condutores de eletricidade
(ferromagnéticos ou não) para a detecção de trincas superficiais e
subsuperficiais:
 Em chapas
 Em tubos
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Uma grande vantagem, em relação ao ensaio por ultrassom, é não
necessitar de líquidos acoplantes.
Curiosidade
O ensaio também pode verificar a dureza e a condutividade do metal.
A imagem a seguir apresenta, esquematicamente, a corrente de fuga em
uma placa condutora. Na figura à esquerda, devido à variação do fluxo
magnético de uma bobina, as correntes de fuga apresentam-se em um
circuito circular fechado. Na presença de um defeito (figura à direita),
ocorre uma distorção das linhas circulares.
 Na inspeção de soldas
 Nas medições de espessura de
revestimentos
 Na medição de espessura dos metais
condutores de eletricidade
 Na avaliação de corrosão em trocadores de
calor etc.
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Correntes parasitas distorcidas por um defeito superficial.
Em linhas gerais, a imagem seguinte apresenta o ensaio por correntes
parasitas. Inicialmente, no equipamento, uma corrente elétrica alternada,
com frequência definida para cada material e espessura, é utilizada para
que, na bobina, seja induzido um campo magnético. Na sequência, a
sonda é aproximada da superfície da peça a ser examinada, levando à
formação das correntes parasitas. Quando existe um defeito na peça,
ocorre variação na impedância elétrica da bobina excitadora que será
observada, por exemplo, num osciloscópio. O sinal medido depende das
características da sonda, da geometria da peça testada, das
propriedades elétricas e magnéticas do material e da frequência
utilizada para a realização do ensaio.
Ensaio por correntes parasitas – esquema.
As correntes parasitas são geradas no material por meio de bobinas que
são excitadas por correntes elétricas alternadas, com frequência
definida para cada material e espessura. A interação entre as correntes
parasitas e o material pode ser observada por meio da monitoração da
impedância elétrica da própria bobina excitadora, com o auxílio, por
exemplo, de um osciloscópio. O ensaio é capaz de detectar:
1. Variações dimensionais em peças metálicas de material
ferromagnético ou não;
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2. A presença de trincas superficiais ou subsuperficiais em tubos,
barras e chapas de pequena espessura de material condutor de
eletricidade;
3. Pontos de corrosão (corrosão por pites), principalmente em
trocadores de calor;
4. Medição de espessuras de camadas não condutoras de eletricidade
como, por exemplo, de camadas de tintas em peças condutoras de
eletricidade.
Cabe destacar que o ensaio é amplamente utilizado na
detecção de trincas de fadiga e corrosão,
particularmente em componentes aeronáuticos. Em
tubos de permutadores de calor e de caldeiras, é
possível avaliar a variação da espessura dos tubos
(corrosão).
A imagem a seguir apresenta um operador examinando uma estrutura
por meio do ensaio por correntes parasitas. É possível observar a sonda
próxima à estrutura e o equipamento para a leitura, por exemplo, de
trincas superficiais.
Operador ensaiados estrutura pelo método de correntes parasitas.
Vantagens e limitações do ensaio
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Como em todos os ensaios não destrutivos utilizados na engenharia,
existem vantagens, desvantagens e limitações em suas aplicabilidades.
O ensaio por correntes parasitas apresenta uma série de vantagens,
entre as quais podemos citar:
Sensibilidade
Alta sensibilidade para detecção de pequenas trincas.
Detecção de defeitos
Possibilidade de detecção de defeitos superficiais e próximos à
superfície (subsuperficiais) em peças de tamanhos e
geometrias diversas.
Resultados
Os resultados são apresentados diretamente no equipamento.
Automação do ensaio
Possibilidade de automação do ensaio (inspeção de geradores
de vapor em centrais nucleares).
Acoplamento
Não apresenta problemas de acoplamento entre a sonda e a
superfície da peça.
Entre as limitações do ensaio por correntes parasitas, incluem-se:
Materiais
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Apenas materiais condutores elétricos podem ser
inspecionados.
Superfície da peça
O acabamento e a rugosidade da superfície da peça a ser
examinada interferem nos resultados.
Sensibilidade
Sensível ao arranjo geométrico do ensaio.
Profundidade de penetração
A profundidade de penetração das correntes parasitas é
pequena (em torno de 5mm).
Descontinuidade
Descontinuidades na direção das correntes parasitas não são
detectáveis.
A imagem a seguir dá a representação esquemática, em que uma sonda
é aproximada de uma peça, exemplificando a profundidade de
penetração.
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Profundidade das correntes parasitas.
A imagem seguinte é um exemplo de descontinuidade não detectáveis,
por estarem na direção das correntes parasitas.
Posicionamento da descontinuidade em relação às correntes parasitas.
A partir da indução eletromagnética de uma bobina externa, as
correntes de Foucault ou eddy currents são tipicamente “geradas” na
superfície de uma peça metálica condutora de eletricidade. Contudo, as
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correntes parasitas (eddy currents) apresentam alguma profundidade de
penetração (indicado na imagem de profundidade das correntes
parasitas).
A profundidade padrão de penetração é definida como a
profundidade em que as correntes parasitas apresentam 37% do valor
na superfície. Observe a imagem do gráfico apresentado, a seguir.
Profundidade padrão de penetração - correntes parasitas.
O valor da profundidade padrão de penetração é dado pela relação a
seguir:
Onde:
 - frequência de excitação da sonda;
 - permeabilidade magnética;
 - condutividade elétrica.
Fator lift-off
O ensaio por corrente parasitas é fortemente influenciado pela distância
da sonda à superfície da peça, uma vez que a diminuição da densidade
(δ)
(δ)
δ =
1
√π ⋅ f ⋅ μ ⋅ σ
f
μ
σ
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das correntes parasitas é muito rápida quando a sonda se afasta da
superfície, chegando ao ponto de deixarem de existir. É o denominado
lift-off. Durante o teste, a sonda é movimentada, mas devendo-se manter
a distância à superfície constante, para se ter uma mesma referência.
Essa variação de distância da sonda à superfície pode ser utilizada para
a determinação de espessuras de camadas de tintas, em peças
condutoras de eletricidade. Observe a imagem que segue, em que
quatro peças metálicas condutoras de eletricidade estão com camada
protetoras de tinta com espessuras diversas. O ensaio por correntes
parasitas indica, na tela do equipamento, as curvas para cada camada e
o comprimento, em milímetros.
Medida de camadas superficiais – correntes parasitas.
Medida de profundidade de trincas
O ensaio por correntes parasitas pode avaliar a profundidade de trincas
superficiais. A imagem que segue apresenta,esquematicamente, uma
peça condutora de eletricidade e três trincas superficiais, com
profundidades distintas. A sonda do ensaio por corrente parasitas
desloca-se, identificando as descontinuidades e mostrando, no display
do aparelho, as curvas que quantificam as profundidades de cada uma
das trincas.
Profundidade de trincas – ensaio por correntes parasitas.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(Eletrobrás Termonuclear S.A. – Engenheiro Metalúrgico – 2006) O
ensaio não destrutivo de correntes parasitas permite dimensionar a
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espessura de revestimentos não metálicos (como plásticos ou
polímeros) aplicados sobre substratos metálicos em consequência
Parabéns! A alternativa C está correta.
A distância entre a sonda e a superfície a ser ensaiada influencia
fortemente o resultado para determinação de descontinuidades
superficiais ou subsuperficiais em peças metálicas condutoras de
eletricidade (lift-off). A variação dessa distância pode ser utilizada
para a determinação de espessuras de camadas (de tintas, de
borrachas, polímeros) sobre peças condutoras de eletricidade.
Questão 2
(COSEAC – UFF – Técnico de Laboratório/Área: Mecânica – 2015 –
adaptada). Na aplicação da técnica com os líquidos penetrantes e
com correntes parasitas, observa-se que
A
da variação do potencial elétrico do sensor do
aparelho.
B da variação da amplitude das correntes parasitas.
C da variação do lift-off no plano de impedâncias.
D do efeito do revestimento na figura de Lisajous.
E da variação da frequência do sinal do aparelho.
A
a primeira detecta descontinuidades internas e
superficiais.
B
a segunda atua em material condutor de
eletricidade.
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Parabéns! A alternativa B está correta.
As duas técnicas são ensaios não destrutivos, que são utilizadas
para a detecção de descontinuidades superficiais e subsuperficiais.
Na segunda técnica, por correntes parasitas, há a necessidade de
que o material da peça a ser examinada seja condutor de
eletricidade.
4 - Tomogra�a computadorizada
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever a tomogra�a computadorizada.
Vamos começar!
C as duas apresentam a vantagem de serem
utilizadas em qualquer material não poroso.
D
elas detectam descontinuidades subsuperficiais
apenas em materiais diamagnéticos.
E
a aplicação de inspeção com a primeira depende
dos resultados apresentados pela segunda.
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Tomogra�a computadorizada
Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao
longo deste conteúdo.
Generalidades da radiogra�a digital
A partir do ensaio não destrutivo convencional de raios X (fonte – peça
– filme radiográfico) e com o advento das imagens digitais, foi possível
uma variação da radiografia convencional, a radiografia digital (RD), que,
em linhas gerais, não apresenta o filme radiográfico para obtenção da
imagem do ensaio. A imagem seguinte apresenta duas versões do
ensaio por raios X:
Radiografia convencional - com o uso de filme radiográfico.

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Radiografia digital com o uso de radiografia digital.
As imagens acima apresentam um tubo soldado. É perceptível a
diferença de qualidade entre o método convencional e o método digital
do ensaio por raios X. Para a inspeção de uma peça, essa diferença de
qualidade da imagem é fundamental, podendo ser a diferença entre a
percepção ou não de um defeito interno, por exemplo.
A radiografia digital (DR), ou seja, a radiografia sem a utilização de um
filme fotográfico, é similar à radiografia convencional, porém, é utilizada
uma placa que, ao ser sensibilizada, a imagem digital é obtida na tela de
um computador. A qualidade da imagem digital é a sua resolução. A
imagem digitalizada é formada por um conjunto de pixels, que são
pequenos quadrados com uma única tonalidade de cor. Veja, na imagem
seguinte, alguns exemplos de imagens com diferentes quantidades de
pixels. A resolução é a menor distância entre dois pontos da imagem
visualizada.
Representação de pixels.
Processos de Digitalização da Imagem Radiográ�ca
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A digitalização da imagem radiográfica do ensaio por raios X pode ser
realizada de modo indireto ou de modo direto. No primeiro, existem
duas variações possíveis, de acordo com Andreucci (2013):
Radiogra�a computadorizada
É um método indireto de digitalização da imagem do filme
radiográfico. Em linhas gerais, nesse método, uma tela de fósforo
armazena a energia incidente (raios X ou raios gama) e os
elétrons do fósforo são excitados por laser, emitindo luz que é
armazenada, digitalmente, em um computador. A imagem a
seguir apresenta uma ilustração do descrito.
Radiografia computadorizada ‒ esquema.
Telas �uorescentes
É um método indireto de digitalização da imagem do filme
radiográfico, assim como a radiografia computadorizada. Esse
método pode utilizar uma tela intensificadora fluorescente de
fósforo ou de iodeto de césio, com a finalidade de converter a
radiação (raios X ou gama) que passou pela peça em radiação do
espetro visível (luz). Posteriormente, ocorre a captura da luz
visível por um fotodiodo e a imagem é armazenada digitalmente.
Comparando-se os dois métodos indiretos de digitalização, as
imagens apresentam qualidades similares. A imagem a seguir
apresenta, esquematicamente, o método descrito.
Radiografia por telas fluorescentes ‒ esquema.
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Processo direto
É um processo, em que a energia da radiação utilizada no ensaio,
raios X ou gama, é convertida diretamente em sinal elétrico por
meio de um detetor de selênio amorfo. Uma das vantagens deste
método é a possibilidade de doses menores de raios X ou tempos
de exposição menores, influenciando diretamente na proteção do
operador. A imagem seguinte apresenta um esquema do sistema
direto indicando a conversão da radiação (raios X) em um sinal
elétrico.
Processo direto para radiografia digital ‒ esquema.
A imagem a seguir apresenta uma placa de captura para o processo
direto de radiografia digital formada por selênio (Se) amorfo. A
resolução alcançada na imagem digital é de 2560 x 3072 pixels.
Placa de captura pelo método direto para radiografia digital.
Como foi apresentado anteriormente, o processo direto da radiografia
digital utiliza um detector direto de radiação que transforma a radiação
incidente (raios X, por exemplo) em sinal elétrico, tornando o método
vantajoso, pois há redução de perdas e melhora na eficiência do
processo. Ademais, o aparato de detecção é reaproveitável.
A imagem seguinte apresenta mais um exemplo comparando duas
imagens radiográficas: a superior, conseguida pelo método
convencional do ensaio por raios X, e a imagem inferior, por
processamento digital.
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Comparação de imagem radiográficas: convencional e digital.
Vantagens da Digitalização da Imagem Radiográ�ca
De acordo com Andreucci (2013), a radiografiadigital apresenta uma
série de vantagens, entre as quais podemos citar as seguintes:
As placas de captura da imagem digital permitem uma ampla
utilização em variadas condições de exposição, possibilitando
reutilização imediata caso ocorram erros na exposição,
evitando-se, assim, perdas de material e de tempo no ensaio.
A grande latitude de exposição das placas de captura digital
permite a visualização da imagem radiográfica com somente
uma pequena exposição à radiação, o que possibilita melhorar
a proteção radiológica da instalação, otimizando a segurança.
As placas de captura possuem longa durabilidade e de boa
proteção mecânica, podendo operar em temperaturas de 10 a
35oC.
Os programas de computador para análise da imagem digital
são versáteis, permitindo ampliações localizadas da imagem,
propiciando maior segurança do laudo radiográfico.
Tomogra�a computadorizada
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A tomografia computadorizada (TC) é uma ferramenta que, inicialmente,
teve sua aplicação na medicina como um exame médico não invasivo.
Em linhas gerais, são seccionamentos abstratos na região do corpo que
o médico deseja avaliar. A imagem seguinte apresenta uma máquina de
ensaio de tomografia computadorizada e uma série de imagens
provenientes do exame.
Máquina de exame de TC utilizada na medicina e imagens.
Atualmente, a técnica é um dos ensaios não destrutivos utilizáveis na
avaliação, na caracterização e na detecção de defeitos internos.
Genericamente, o exame de TC utiliza uma fonte emissora de raios X
que interage com a matéria, liberando luz e gerando uma imagem
digital. Uma das vantagens, em relação ao ensaio de raios X
convencional, é que o efeito de superposição de defeitos não ocorre. A
tomografia computadorizada é, portanto, um método de inspeção não
destrutivo, que não utiliza o filme radiográfico para registro dos
resultados, assim como na radiografia digital.
Formação da imagem no ensaio por tomogra�a
computadorizada
O ensaio não destrutivo por tomografia computadorizada (TC) é uma
evolução da radiografia digital (RD). No ensaio por TC, uma imagem
tridimensional da peça ensaiada é formada a partir de vários planos
obtidos pela emissão de uma fonte de raios X (imagem de radiografia
digital), sendo possível examinar o interior da peça. A imagem seguinte
apresenta, esquematicamente, a formação da imagem plana de um
objeto. Com a rotação da peça a ser analisada, várias imagens são
formadas e, com a utilização de um software adequado, é possível a
representação tridimensional da peça, em que a imagem apresenta as
mesmas dimensões externas e internas da peça.
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Formação da imagem em TC.
Observe a próxima imagem, na qual a fonte de raios X emite a radiação
em direção a um corpo de provas que rotaciona, formando várias
imagens planas, que são processadas e mostradas no monitor de um
computador.
Esse processo é feito por um complexo sistema que permite visualizar a
imagem de uma peça em 3D e, também, possibilita a separação e
visualização da peça por planos ou camadas.
Processamento da imagem em TC – representação tridimensional.
A partir da imagem gerada no computador, várias são as ferramentas
que podem auxiliar na inspeção da peça. Na imagem a seguir, tem-se a
visualização completa de uma peça em alumínio, a partir do ensaio por
tomografia computadorizada. Seccionamentos na imagem da peça
podem ser efetuados e revelarem, por exemplo, defeitos.
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Processamento da imagem em TC – representação tridimensional.
Observe, na imagem seguinte, um círculo que destaca um defeito
interno no plano de corte.
Processamento da imagem em TC – representação tridimensional.
Vantagens e desvantagens do ensaio por TC
A tomografia computadorizada (TC) é uma ferramenta não destrutiva
que pode ser utilizada nas diversas etapas de produção de uma peça ou
na sua inspeção final. Também é aplicável no controle de qualidade e
durante a vida útil da peça. A partir do ensaio de TC, é possível visualizar
as regiões internas de uma peça e efetuar avaliações qualitativas e
quantitativas (dimensão de cavidades e bolhas, espessura de paredes
etc.). Além dessas vantagens, outras podem ser citadas para o exame
de TC:
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A utilização de baixa energia de raios X para peça com massa
específica baixa.
A imagem digitalizada obtida não apresenta o efeito da
superposição, característico do ensaio convencional de raios X.
As imagens com qualidade mais alta (precisão, exatidão e
informações) que as das radiografias convencionais de raios X.
As imagens tridimensionais produzidas no exame de TC
representam, com alto grau de precisão, as dimensões da peça.
De acordo com Andreucci (2013), a tomografia industrial é um ensaio
pouco aplicado na indústria, em razão do alto custo, bem como das
aplicações restritas a peças pequenas.
De acordo com Garcia (2017), os seguintes parâmetros dependem
diretamente da composição e do tamanho da peça: a potência do
equipamento gerador de raios X e a espessura (quanto mais fina, mais
nítidas e com detalhes são as imagens).
Baixa energia 
Imagem digitalizada 
Imagens com qualidade 
Imagens tridimensionais 
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O ensaio não destrutivo por raios X digital é o prelúdio do ensaio por
tomografia computadorizada (TC). A respeito da digitalização das
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radiografias, são feitas as seguintes afirmativas:
I. No método indireto de digitalização da imagem do filme
radiográfico, denominado radiografia computadorizada (CR),
uma tela de fósforo armazena a energia incidente e os elétrons
do fósforo são excitados por laser emitindo luz que é
armazenada, digitalmente.
II. Outro método indireto de digitalização da imagem do ensaio de
raios X é conhecido como radiografia com telas fluorescentes,
que utiliza uma tela intensificadora fluorescente de fósforo ou
de iodeto de césio. A imagem desse método apresenta maior
resolução que a do método de radiografia computadorizada.
III. O processo direto de digitalização de raios X converte
diretamente a radiação em sinal elétrico por meio de um
detetor de selênio amorfo. Nesse método, o tempo de
exposição é inferior aos demais métodos.
É verdade que
Parabéns! A alternativa D está correta.
A técnica por tomografia computadorizada (TC) tem suas primeiras
aplicações na medicina, auxiliando o médico na diagnóstico do
paciente. A TC na engenharia, como um ensaio não destrutivo, é
uma evolução do ensaio por raios X. A radiografia digitalizada pode
ocorrer por dois métodos indiretos e um direto. O primeiro dos
métodos indiretos denomina-se radiografia computadorizada (RC)
que, em linhas gerais, apresenta uma tela de fósforo que armazena
a energia incidente (raios-X) e os elétrons do fósforo são excitados
A apenas a afirmativa I é correta.
B apenas a afirmativa II é correta.
C apenas as afirmativas I e II são corretas.
D apenas as afirmativas I e III são corretas.
E apenas as afirmativas II e III são corretas.
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por laser, emitindo luz que é armazenada, digitalmente, em um
computador. O segundo método indireto é a radiografia com telas
fluorescentes, que apresenta imagens com qualidade similar ao
método CR. Esses dois métodos apresentam qualidades de
imagens equivalentes. Em relação ao método direto de
digitalização, ocorre a conversão da energia da radiação
diretamente em sinal elétrico por meio de um detetor.
Questão 2
O ensaio não destrutivo, em que a rotação da peça a ser analisada
gera várias imagens bidimensionais, e que, a partir da utilização de
um software adequado, é possível ver a representação
tridimensional da peça, com dimensões exatamente iguais às da
peça, é denominado
Parabéns! A alternativa E está correta.
A definição apresentada no enunciado da questão é uma síntese do
ensaio não destrutivo por tomografia computadorizada. A grande
diferença dos demais ensaios é a possibilidade de a imagem ser
tridimensional e, digitalmente, fazer cortes, mostrando eventuais
falhas ou defeitos na fabricação ou durante o uso da peça.
A raios X convencional.
B radiografia computadorizada.
C radiografia por telas fluorescentes.
D radiografia por digitalização direta.
E tomografia computadorizada.
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Considerações �nais
Neste conteúdo, foram abordados os principais ensaios não destrutivos
magnéticos utilizados para detecção de defeitos superficiais ou
internos: o de partículas magnéticas, a gamagrafia, o de correntes
parasitas e a tomografia computadorizada (TC).
Inicialmente, foi apresentado o ensaio por partículas magnéticas e
realizado o estudo do campo de fuga e dos métodos de magnetização
da peça a ser ensaiada. Foi apresentada a classificação dos materiais,
em relação à permeabilidade magnética e que materiais podem ser
ensaiados por partículas magnéticas. Ademais, foram relacionadas as
principais vantagens e limitações do ensaio.
Na sequência, foi feita a descrição do ensaio de gamagrafia, sendo
revistos os conceitos de emissão radioativa, de decaimento exponencial
e de meia vida de um radioisótopo. Vantagens, desvantagens e
aplicações do ensaio de gamagrafia foram apresentadas.
Seguindo, o ensaio por correntes parasitas (eddy currents) foi estudado,
iniciando-se com a revisão de alguns conceitos de indução
eletromagnética. As principais aplicações do ensaio foram vistas e,
também, suas limitações. O fator lift-off foi apresentado, bem como a
sua aplicação na medida de espessura de tintas em materiais
condutores de eletricidade.
Na última etapa, apresentou-se o ensaio por tomografia
computadorizada, seu princípio físico e suas aplicações.
Podcast
Agora, o especialista encerra o tema falando sobre os principais tópicos
abordados.
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Para conhecer mais sobre o assunto tratado, sugerimos a leitura do
trabalho Metodologia de um ensaio não destrutivo, baseado em
medidas de tensão Hall, para determinação de descontinuidades em
aços ao carbono, de Rayssa Lins e Edgard Silva, publicado na revista
Principia (Divulgação Científica e Tecnológica do IFPB nº 26).
Referências
ANDREUCCI, R. Partículas Magnéticas. São Paulo: ABENDE, 2009.
(Edição jan.)
ANDREUCCI, R. A radiologia industrial. São Paulo: ABENDE, 2013.
(Edição nov.)
GARCIA, A.; SPIM, J. A.; DOS SANTOS, C. A. Ensaios dos Materiais. 2. ed.
Rio de Janeiro: LTC, 2017.
VILLAS BÔAS, N.; DOCA, R. H.; BISCOULA, G. J. Tópicos de Física. v. 2.
18. ed. São Paulo: Saraiva, 2012.
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